JP5805330B2 - 回転電機、及びその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、固定子コアが複数に分割された分割コアブロックで構成された固定子を有する回転電機、及びその製造方法に関する。

従来の外転型の電動機として、複数の分割コアブロックを連結ハウジングと蟻溝結合により結合して一つに連結されて構成された固定子コアを有する電動機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この場合、連結ハウジングは、分割コアブロックの構成要素である積層鋼板よりも柔らかな材料で形成され、蟻溝結合に存在する結合ギャップが埋まって無くなるように連結ハウジング側の前記蟻溝結合部分が塑性変形されている。

特開２００３−１６９４３１号公報（段落００２２〜段落００２４、図１）

しかしながら、上記構成の電動機では、連結ハウジングの凸部が、分割コアブロックの凹部よりも周方向の幅、径方向の高さが何れも小さく、さらに固定子コアの内径よりも連結ハウジングの外径寸法を小さくしなければならず、それぞれの寸法管理が面倒である。
しかも、分割コアブロック、連結ハウジングを組立てた状態で例えばポンチを用いて連結ハウジングを塑性変形させる必要があるため、温度上昇等を考慮して連結ハウジングの寸法管理をしなければならず、製造効率が悪いという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、隣接した各分割コアブロック同士を、分割コアブロックをハウジングに締結する締結部材の締結力を用いて結合することで簡単に連結することができ、製造効率が大幅に向上した回転電機、及びその製造方法を得ることを目的とする。

この発明に係る回転電機は、
周方向に間隔を空けて形成された複数のティースを有するリング状の固定子コア、及び各前記ティースに導線が巻回された構成された固定子巻線を含む固定子と、
この固定子の外径側に固定子を囲って回転可能に設けられた回転子と、
前記固定子コアの内径側に、固定子コアの内周面に外周面が接触して設けられたハウジングと、を備え、
前記固定子コアは、径方向に沿って複数に分割された分割コアブロックで構成された回転電機であって、
各前記分割コアブロックには、前記ハウジングの前記外周面側に蟻溝形状のコアブロック溝が軸線方向に沿って形成され、
前記ハウジングには、径外側方向に突出して、前記固定子コアの軸線方向の一方の端面と対向するとともに前記コアブロック溝と同軸線上にハウジング溝を有するボスが形成され、
前記コアブロック溝には、前記ハウジング溝の傾斜面に面接触した先端面を有する中継部材が嵌入され、
各前記分割コアブロック毎に前記軸線方向に分割コアブロックを前記ボスに締結している締結部材の締結力で生じた前記傾斜面からの径内側方向の反力が前記中継部材を通じて各前記分割コアブロックを前記ハウジングの前記外周面に押圧している。

また、この発明に係る回転電機は、
周方向に間隔を空けて形成された複数のティースを有するリング状の固定子コア、及び各前記ティースに導線が巻回された構成された固定子巻線を含む固定子と、
この固定子の外径側に固定子を囲って回転可能に設けられた回転子と、
前記固定子コアの内径側に、固定子コアの内周面に外周面が接触して設けられたハウジングと、を備え、
前記固定子コアは、径方向に沿って複数に分割された分割コアブロックで構成された回転電機であって、
各前記分割コアブロックには、前記ハウジングの前記外周面側に蟻溝形状のコアブロック溝が軸線方向に沿って形成され、
前記ハウジングには、径外側方向に突出して前記固定子コアの軸線方向の一方の端面と対向したボスが形成され、
前記固定子コアの軸線方向の他方の端面側には、前記コアブロック溝と同軸線上に押圧部材溝を有する押圧部材が設けられ、
前記コアブロック溝には、前記押圧部材溝の傾斜面に面接触した先端面を有する中継部材が嵌入され、
前記押圧部材及び前記分割コアブロックを前記軸線方向に前記ボスに締結している締結部材の締結力で生じた前記傾斜面からの径内側方向の反力が前記中継部材を通じて各前記分割コアブロックを前記ハウジングの前記外周面に押圧している。

また、この発明に係る回転電機の製造方法は、
素材を打ち抜き、分割コアブロックの構成要素である薄板鋼板部を形成する工程と、
前記薄板鋼板部を積層して前記分割コアブロックを形成する工程と、
各前記分割コアブロックを前記ハウジングの周囲に配置して分割コアブロック集合体を形成した後、各分割コアブロックを外径側から内径側にハウジングに対して押圧するように、リング状の締付治具を分割コアブロック集合体に嵌入する工程と、
隣接した各分割コアブロック同士を溶接により接続する工程と、
各前記コアブロック溝にそれぞれ前記中継部材を嵌入する工程と、
を備えている。

この発明に係る回転電機によれば、隣接した各分割コアブロック同士を、分割コアブロックをハウジングに締結する締結部材の締結力を用いて結合することで、簡単に連結することができ、製造効率が大幅に向上する。

また、この発明に係る回転電機の製造方法によれば、リング状の締結治具を分割コアブロック集合体に嵌入することで、固定子と、固定子の外径側に配置された回転子との間のギャップを周方向において簡単に等しくことができる。

この発明の実施の形態１の電動機を用いたエレベータ装置を示す構成図である。 図１の巻上機を示す上半断面図である。 図２のＩＩＩ-ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。 図３のＩＶ-ＩＶ線に沿った矢視断面図である。 図３の分割コアブロックにコイル部を巻装する様子を示す図である。 図３のＶＩ-ＶＩ線に沿った矢視断面図である。 この発明の実施の形態１の電動機の第１の変形例を示す断面図である。 この発明の実施の形態１の電動機の第２の変形例を示す断面図である。 図８の電動機の使用態様を示す断面図である。 この発明の実施の形態１の中継部材の変形例を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２の電動機を示す要部断面図である。 図１１のＸＩＩ-ＸＩＩ線に沿った矢視断面図である。 この発明の実施の形態２の電動機の変形例を示す断面図である。 この発明の実施の形態３の電動機を示す要部断面図である。 図１４のＸＶ-ＸＶ線に沿った矢視断面図である。 この発明の実施の形態３の変形例を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態４の電動機を示す要部断面図である。 図１７のＸＶＩＩＩ-ＸＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。 この発明の実施の形態１の電動機の製造方法の一工程を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態３の電動機の製造方法の一工程を示す要部断面図である。 打ち抜き工程での実施の形態１の薄板鋼板部の素材での配置図である。 実施の形態１の薄板鋼板部の積層配置を示す図である。 図２２のＸＸＩＩＩ-ＸＸＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。 打ち抜き工程での実施の形態１の薄板鋼板部と異なる例の薄板鋼板部の素材での配置図である。 図２４の薄板鋼板部の異なる配置を示す図である。 隣接した分割コアブロックにおいてそれぞれ異なる板厚の薄板鋼板部が積層されたときの要部断面図である。 隣接した分割コアブロックにおいて同一の板厚の薄板鋼板部が積層されたときの要部断面図である。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の電動機１を用いたエレベータ装置２を示す斜視図である。
このエレベータ装置２は、電動機１、綱車３及びブレーキ（図示せず）を有する巻上機４と、綱車３に巻掛けられたロープ５と、ロープ５の一端部に取付けられたかご６と、ロープ５の他端部に取付けられた釣合おもり７とを備えている。

このエレベータ装置２では、ブレーキでの制動が解除されるとともに、電動機１が駆動され、綱車３が回転することで、かご６及び釣合おもり７がつるべ式に昇降する。
また、電動機１への通電を遮断し、ブレーキが駆動することで、かご６及び釣合おもり７は停止し、保持される。

図２は、図１の巻上機４を示す上半断面図である。
この巻上機４の電動機１は、円筒形状の外枠９と、中心軸線上に設けられた固定軸１０と、この固定軸１０と外枠９とを連結したハウジング８と、ハウジング８の外周面に設けられた固定子１１と、この固定子１１の外径側に固定子１１を囲って回転可能に設けられた回転子１２と、を備えている。ここで、外枠９、固定軸１０及びハウジング８は一体で形成されている。
固定子１１は、ハウジング８の外周面に全周にわたって内周面が接触して設けられた固定子コア１３と、この固定子コア１３に巻装された固定子巻線１４と、を備えている。
回転子１２は、円筒形状の回転子コア１５と、この回転子コア１５の内周面に周方向に間隔を空けて固定された複数個の永久磁石１６と、を備えている。

巻上機４のブレーキ１７は、外枠９に取付けられているとともに、回転子コア１５に対面したブレーキパッド１８を有している。

巻上機４の綱車３は、固定軸１０に軸受１９を介して回転自在に設けられたボス２０と、回転子コア１５の片側から軸線方向に延び外周面に綱溝２１が形成されたリム２２と、リム２２とボス２０とを連結したリブ２３と、を備えている。

この巻上機４は、固定子巻線１４に通電することで、固定子１１には回転磁界が生じ、この回転磁界に連動して回転子１２、及び回転子１２と一体の綱車３が回転する。
一方、ブレーキ１７では、固定子巻線１４への通電が遮断されると同時に、ブレーキパッド１８は、回転子コア１５の外周面を押圧し、回転子１２の回転は停止する。

図３は、図２の固定子１１のＩＩＩ-ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。
固定子１１の固定子コア１３は、薄板鋼板部を軸線方向に積層して構成されている。
この固定子コア１３は、ハウジング８に固定されたリング状のコアバック２４と、このコアバック２４から周方向に等分間隔であって径方向に突出したティース２５と、を有している。各ティース２５には、導線が巻回された、固定子巻線１４の構成要素であるコイル部２６が設けられている。
この固定子コア１３は、ティース２５毎に分割された複数の分割コアブロック２７から構成されている。
各分割コアブロック２７には、内周側であって周方向の片側に隣接した分割コアブロック２７同士を回動可能に連結したジョイント部２８が設けられている。
また、各分割コアブロック２７には、ハウジング８の外周面４３側に開口した、蟻溝形状のコアブロック溝２９が形成されている。このコアブロック溝２９には、中継部材３０が嵌入されている。コアブロック溝２９の外径側には、締結部材であるボルトが貫通するボルト穴３１が形成されている。

図４は、図３のジョイント部２８のＩＶ-ＩＶ線に沿った矢視断面図である。
分割コアブロック２７は、第１の薄板鋼板部３２と第２の薄板鋼板部３３とが交互に積層されて構成されている。
第１の薄板鋼板部３２の内径側であって周方向の一方の片側には、凹凸部３４が形成されている。第２の薄板鋼板部３３の内周側であって周方向の他方の片側にも、凹凸部３４が形成されている。第１の薄板鋼板部３２及び第２の薄板鋼板部３３は、それぞれの凹凸部３４が嵌合して軸線方向に積層されている。
第１の薄板鋼板部３２及び第２の薄板鋼板部３３は、ジョイント部２８の凹凸部３４を中心にして回動する。
なお、第１の薄板鋼板部３２及び第２の薄板鋼板部３３は、それぞれ複数枚ずつ交互に積層してもよい。

図５は、図３の分割コアブロック２７にコイル部２６を巻装する様子を示す図である。
この巻装時には、ジョイント部２８を中心に隣接した分割コアブロック２７は回動し、ティース２５間のスロット３５の周方向の寸法が拡大している。
従って、巻線治具であるノズル３６を通じて、ティース２５に導線を巻回してコイル部２６を形成することが容易であり、高密度の固定子巻線１４が製造される。

図６は、図３の分割コアブロック２７のＶＩ-ＶＩ線に沿った矢視断面図である。
ハウジング８には、径外側方向に突出したボス３７が形成されている。このボス３７には、各分割コアブロック２７の片側（綱車３と反対側）の内径部と対面している。このボス３７には、分割コアブロック２７のコアブロック溝２９と同軸線上であって奥面に傾斜面３８を有したハウジング溝３９が形成されている。
コアブロック溝２９には、先端面４０が傾斜した中継部材３０が嵌入されている。この中継部材３０は、その先端面４０がハウジング溝３９の傾斜面３８と面接触しており、また先端面４０と反対側の面がコアブロック溝２９の奥側の垂直面４１と面接触している。
また、分割コアブロック２７のボルト穴３１には、先端部がハウジング８のボス３７に螺着した締結部材であるボルト４２が貫通している。

この際、ボルト４２の軸線方向の締結力により、ハウジング溝３９の傾斜面３８では、矢印ａの方向に反力が生じており、この反力のうち、中継部材３０には径内側方向（矢印ｂ）の分力が作用している。
従って、この中継部材３０は、蟻溝形状のコアブロック溝２９に嵌入されているので、その分力がそのまま分割コアブロック２７をハウジング８の外周面４３を押圧する力として作用する。

なお、図６では、ボス３７と分割コアブロック２７との間に隙間４４があるが、この隙間４４に薄板円環状のスペーサ（図示せず）を介在させ、隙間４４を無くすことで次のような効果を得ることができる。
即ち、電動機１の駆動により、回転子１２の回転方向に作用するトルクに対して、分割コアブロック２７には、反力として回転子１２の回転方向と反対方向に力が作用する。この反力を、スペーサを介してハウジング８のボス３７でも支えることになり、それだけ反力が分散されることになり、中継部材３０に作用する反力は小さくなり、中継部材３０の小型化が可能となる。

このように、ボルト４２の締結力及び中継部材３０を利用して、外転型の電動機１の固定子コア１３の各分割コアブロック２７を内径方向に付勢してハウジング８の外周面４３に固定することで、固定子コア１３をハウジング８に簡単に結合することができ、従来のものと比較して製造効率が大幅に向上する。
また、隣接した分割コアブロック２７の周方向に生じる隙間が抑制され、電動機１の性能が確保される。
また、固定子１１は、ハウジング８にボルト４２で固定されており、ボルト４２の締結力を調整することで必要固定強度を簡単に得ることができる。

図７は、実施の形態１の電動機１の第１の変形例を示す断面図である。
この変形例では、コアブロック溝２９は、分割コアブロック２７の軸線方向の全長にわたって形成されている。この中継部材３０は、分割コアブロック２７の中心線Ｃを境にして先端部４０と反対側に肉薄の段差部４６が形成されている。
この段差部４６がコアブロック溝２９の内壁面と面接触するように、コアブロック溝２９は軸線方向に形成されている。

この第１の変形例では、図６の電動機１と同様に、中継部材３０には、矢印ｂの方向に生じた径内側方向の分力と、この分力の作用点と分割コアブロック２７の中心線Ｃとの間の距離Ｌとの積により、図７において反時計方向に第１のモーメントが生じる。
この第１のモーメントに対して、中継部材３０の段差部４６には、コアブロック溝２９の内壁面から矢印ｃの方向に反力を受け、第１のモーメントを相殺する第２のモーメントが生じる。
従って、この変形例では、ハウジング８に分割コアブロック２７を安定して固定することができ、またボルト４２を用いて締結する締結作業性が向上する。

図８は、実施の形態１の電動機１の第２の変形例を示す断面図である。
この変形例では、中継部材３０の先端面４０と反対側の端面と、コアブロック溝２９の奥側の垂直面４１との間に、弾性部材４７が介在している。
図６の電動機１の場合には、ボス３７と分割コアブロック２７との間の隙間４４は、中継部材３０の全長により定まり、ボス３７に分割コアブロック２７の内径部位が面接触した状態でハウジング８に分割コアブロック２７を組付けることに対して困難性が伴う。
これに対して、この第２の変形例では、中継部材３０の軸線方向のバラツキにより生じる隙間４４は、弾性部材４７を介在させたことでそのバラツキを吸収することができ、隙間４４が生じない。
即ち、ボルト４２を締付けることで、弾性部材４７の弾性力に逆らって分割コアブロック２７をハウジング８のボス３７に接近させ、図９に示すように隙間４４を無くすことができ、分割コアブロック２７は、ボス３７と面接触した状態でボルト４２によりハウジング８に締結される。
この結果、ボス３７と分割コアブロック２７との間にスペーサを介在させることなく、電動機１の駆動により生じる分割コアブロック２７に対する反力を、ハウジング８のボス３７も支え、それだけ反力が分散されることになり、中継部材３０に作用する反力は小さくなり、中継部材３０の小型化が可能となる。

なお、各中継部材３０は、その先端部が各ハウジング溝３９にそれぞれ収納されているが、図１０に示すように、複数の中継部材３０を連結部４８で連結してもよい。この場合、連結部４８はハウジング溝３９に収まっており、またこの連結部４８には、ハウジング溝３９の傾斜面３８に面接触した、傾斜した先端面４９が形成されている。
また、この連結部４８は、全周にわたって形成されたリング状のものであってもよい。

また、ボルト４２の軸線方向の締結力の一部が中継部材３０を介在させることで内径方向の力として作用し、各分割コアブロック２７をハウジング８の外周面４３を押圧し、固定することができるので、隣接した分割コアブロック２７同士を連結するジョイント部２８がない固定子コアであってもよい。
この場合、各ティース２５に導線を巻回してコイル部２６を巻装する際に、ジョイント部２８で連結された隣接したティース２５に邪魔されることなく巻線作業をすることができる。

実施の形態２．
図１１は、この発明の実施の形態２の電動機１を示す要部断面図（図３に対応）、図１２は図１１のＸＩＩ-ＸＩＩ線に沿った矢視断面図である。
この実施の形態では、各分割コアブロック２７には、蟻溝形状のコアブロック溝２９が軸線方向に全長にわたって形成されている。また、このコアブロック溝２９の外径側にはボルト４２が貫通する穴３１が形成されている。
分割コアブロック２７とボルト４２の頭部との間に周方向にティース２５、３個分の領域まで周方向に延びた押圧部材５０が設けられている。
この押圧部材５０には、分割コアブロック２７のコアブロック溝２９と同軸線上であって奥面に傾斜面５１を有し、また外周面４３側に開口した押圧部材溝５２が形成されている。押圧部材溝５２の外径側には、ボルト４２が貫通するボルト穴５３が形成されている。

コアブロック溝２９には、傾斜した先端面５６を有する中継部材３０が嵌入されている。この中継部材３０は、その先端面５６が押圧部材溝５２の傾斜面５１と面接触しており、先端面５６と反対側の垂直面５４がボス３７の周側面５５の内径側部位と面接触している。

ボルト４２は、押圧部材５０のボルト穴５３及び分割コアブロック２７のボルト穴３１を貫通し、その先端部がハウジング８のボス３７に螺着している。

この実施の形態の電動機１によれば、ボルト４２による締結力が傾斜した先端面５６を有する中継部材３０により、矢印ｂに示す内径方向の反力が作用する。
中継部材３０は、蟻溝形状のコアブロック溝２９に嵌入されているので、その反力は、中継部材３０を通じて分割コアブロック２７に伝わり、分割コアブロック２７は、ハウジング８の外周面４３に押圧され、周方向に隣接した分割コアブロック２７の周方向に生じる隙間を抑制することができ、電動機１の性能が向上する。

また、各中継部材３０の軸線方向の長さが、同じ軸線方向長さの中継部材３０を押圧部材５０単位で揃えるものの、別の押圧部材５０では、異なる長さの中継部材３０が用いられる場合がある。
このような場合において、各押圧部材５０単位で各中継部材３０の傾斜した先端面５６に各押圧部材５０の傾斜面５１を当接させて、上記反力を各中継部材３０を通じてハウジング８の外周面４３に伝えることができる。

また、実施の形態１の電動機１の場合では、分割コアブロック２７は、軸線方向の全長にわたって同一形状のコアブロック溝２９が形成されていない。
これに対して、この実施の形態２の電動機１によれば、中継部材３０の先端面５６と面接触する傾斜面５１が押圧部材５０の押圧部材溝５２に形成されており、分割コアブロック２７は、軸線方向の全長にわたって蟻溝形状のコアブロック溝２９が形成されている。
即ち、分割コアブロック２７を構成する薄板鋼板部３２，３３を形成する打ち抜き金型の数を実施の形態１の分割コアブロック２７の薄板鋼板部を形成する打ち抜き金型の数と比較して少なくてよく、製造コストが低減され、また作業性が向上する。

なお、各分割コアブロック２７単位で押圧部材５０を用いてもよいし、各中継部材３０の軸線方向の全長が同一の場合には、各押圧部材５０を連結してリング状のものにしてもよい。
また、中継部材３０の全長を定めることにより、分割コアブロック２７の一面をボス３７に面接触させ、他面を押圧部材５０に面接触させることができる。
また、中継部材３０の全長により、ボス３７と分割コアブロック２７との間に隙間が生じる場合には、組付け作業時に、作業者がボス３７に分割コアブロック２７を面接触させるようにしてもよい。
また、図８に示した弾性部材４７を中継部材３０とボス３７との間に介在させてもよい。
また、図１０に示した連結部４８を用いて複数の中継部材３０を連結するようにしてもよい。

図１３は、実施の形態２の変形例を示す要部断面図（図１２に対応）である。
この変形例では、ボス３７の内径側部位に、実施の形態１のものと同様に、ハウジング溝３９が形成されている。
即ち、分割コアブロック２７のコアブロック溝２９と同軸線上であって奥面に傾斜面３８を有したハウジング溝３９が形成されている。
コアブロック溝２９、ハウジング溝３９及び押圧部材溝５２に収まった中継部材３０は、一端部に傾斜面５１に面接触した先端面５６が形成されており、他端部に傾斜面３８に面接触した基端面６４が形成されている。

この変形例では、実施の形態１の第１の変形例（図７）と同様に、分割コアブロック２７の中心線Ｃを境にして、矢印ｂの方向に生じた径内側方向の分力による反時計方向に作用する第１のモーメントと、矢印ｃの方向に生じた径内側方向の分力による時計方向に作用する第２のモーメントとが相殺される。
従って、この変形例では、ハウジング８に分割コアブロック２７を安定して固定することができ、またボルト４２を用いて締結する締結作業性が向上する。

実施の形態３．
図１４はこの発明の実施の形態３に係る電動機１を示す要部断面図（図３に対応）、図１５は図１４のＸＶ-ＸＶの矢視断面図である。
この実施の形態では、隣接した分割コアブロック２７間に跨いで、蟻溝形状のコアブロック溝２９が形成されている。
このコアブロック溝２９は、その深さがジョイント部２８の凹凸部３４まで達しており、またその奥域は軸線方向に沿って分割コアブロック２７の途中までである。また、各分割コアブロック２７では、隣接したコアブロック溝２９間であって、ボルト４２が貫通するボルト穴３１の径方向の内側には、突起５７が形成されている。
ハウジング８のボス３７には、コアブロック溝２９と同軸線上であって奥面に傾斜面３８を有したハウジング溝３９が形成されている。
このコアブロック溝２９には、先端面４０が傾斜した中継部材３０が嵌入されている。この中継部材３０は、その先端面４０がハウジング溝３９の傾斜面３８と面接触しており、先端面４０と反対側の面がコアブロック溝２９の奥側の垂直面４１と面接触している。
他の構成は、実施の形態１の電動機１と同じである。

この実施の形態の電動機１では、ボルト４２の軸線方向の締結力により、ハウジング溝３９の傾斜面３８では、矢印ａの方向に反力が生じているが、この反力のうち、径内側方向（矢印ｂ）の分力により中継部材３０を介して分割コアブロック２７は、ハウジング８の外周面４３に押圧されている。

この実施の形態の電動機１によれば、隣接した分割コアブロック２７間に跨いでコアブロック溝２９が形成されており、このコアブロック溝２９に中継部材３０が嵌入されている。
従って、一つの分割コアブロック２７がジョイント部２８を中心に回動するに、径内側方向に付勢された二つの中継部材３０でその回動を阻止するので、実施の形態１の電動機１と比較して、さらに隣接した分割コアブロック２７同士が離れるのを抑制することができる。
即ち、固定子１１は、ハウジング８への固定強度が確保されるとともに、隣接した周方向の各分割コアブロック２７間の固定強度が実施の形態１のものと比較して増大する。

図１６は、この実施の形態の変形例を示す要部断面図である。
この変形例では、分割コアブロック２７のジョイント部２８は、コアブロック溝２９よりも径方向の外側に形成されている。
この変形例では、図１５のものと異なり、ジョイント部２８は、分割コアブロック２７の軸線方向の全域に形成されているので、ティース２５に導線を巻回する巻線工程の際、分割コアブロック２７はジョイント部２８を中心に円滑に回動するので、巻線作業性が向上する。

実施の形態４．
図１７はこの発明の実施の形態４に係る電動機１を示す要部断面図（図１１に対応）、図１８は図１７のＸＶＩＩＩ-ＸＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。
この実施の形態では、隣接した分割コアブロック２７間に跨いで、蟻溝形状のコアブロック溝２９が形成されている。
分割コアブロック２７のジョイント部２８は、コアブロック溝２９よりも径方向の外側に形成されている。
また、各分割コアブロック２７では、隣接したコアブロック溝２９間であって、ボルト４２が貫通するボルト穴３１の径方向の内側には、突起５７が形成されている。

分割コアブロック２７とボルト４２の頭部との間に周方向にティース２５、３個分の領域まで周方向に延びた押圧部材５０が設けられている。
この押圧部材５０には、分割コアブロック２７のコアブロック溝２９と同軸線上であって奥面に傾斜面５１を有した押圧部材溝５２が形成されている。押圧部材溝５２の外径側には、ボルト４２が貫通するボルト穴３１が形成されている。

コアブロック溝２９には、先端面５６が傾斜した中継部材３０が嵌入されている。この中継部材３０は、その先端面５６が押圧部材溝５３の傾斜面５１と面接触しており、先端面５６と反対側の面がボス３７の周側面５５の内径側部位と面接触している。

ボルト４２は、押圧部材５０のボルト穴５３及び分割コアブロック２７のボルト穴３１を貫通し、その先端部がハウジング８のボス３７に螺着している。

この実施の形態の電動機１によれば、隣接した分割コアブロック２７間に跨いでコアブロック溝２９が形成されており、この蟻溝形状のコアブロック溝２９に中継部材３０が嵌入されているので、実施の形態３の電動機１と同様の効果を得ることができる。

また、中継部材３０の先端面５６と面接触する傾斜面５１が押圧部材５０に形成されており、分割コアブロック２７は、全長にわたって断面が蟻溝形状のコアブロック溝２９が形成されているので、実施の形態２の電動機１と同様の効果を得ることができる。

なお、この実施の形態の電動機１おいても、図１３に示した、実施の形態２の変形例を適用することもできる。
即ち、ボス３７の内径側部位に、奥面に傾斜面３８を有したハウジング溝３９を形成し、コアブロック溝２９に嵌入された中継部材３０において、一端部に傾斜面３８に面接触する先端面４０を形成し、他端部に傾斜面５１に面接触する先端面５６を形成することで、実施の形態２の変形例と同様の効果を得ることができる。

次に、実施の形態１の電動機１の製造方法について説明する。
この電動機１は、各分割コアブロック２７をハウジング８の周囲に配置して分割コアブロック集合体を形成し、その後、図１９に示すように、各分割コアブロック２７を外径側から内径側にハウジング８に対して押圧するように、締付治具であるリング５８を分割コアブロック集合体に嵌入する。
次に、隣接した各分割コアブロック２７同士を溶接により接続する。
この後、リング５８を取り外した後、各コアブロック溝２９にそれぞれ中継部材３０を嵌入し、その後ボルト４２をボルト穴３１に挿入し、ボス３７に螺着することで、固定子コア１３をハウジング８に締結する。
なお、図２０は図１６に示した電動機１の一製造工程を示す要部断面図であり、製造方法は、図１９のものと同様である。
なお、締付治具としてリングの代わりに、例えばコレットチャックを用いてもよい。

この実施の形態では、中継部材３０の嵌入工程、ボルト４２の締結工程の前に、リング５８を分割コアブロック集合体に嵌入する嵌入工程を行い、固定子コア１３の外周面を真円にすることで、固定子１１と、固定子１１の外径側に配置された回転子１２との間のギャップを周方向において簡単に等しくことができ、電動機１の回転トルクの脈動を低減させることができる。

ところで、図２１に示すように、実施の形態１の薄板鋼板部３２，３３は、板状薄板材料である素材５９に配置される。
薄板鋼板部３２，３３は、プレス金型を用いて素材５９を打ち抜き、切り離される。
ロール板から矢印ｄの方向に引き出された帯状の素材５９においては、矢印ｄの方向に沿って第１の薄板鋼板部３２と第２の薄板鋼板部３３とが交互に形成される。第１の薄板鋼板部３２及び第２の薄板鋼板部３３は、それぞれ矢印ｄの方向に対して垂直方向に一列に、かつ隣接してコアバック部２４Ａ同士が接して配置されている。

第１の薄板鋼板部３２及び第２の薄板鋼板部３３は、凹凸部３４を介して交互に積層し、図２２に示すように円弧状にして固定子コア１３が製造される。
図２２において、点線で示す第１の薄板鋼板部３２と実線で示す第２の薄板鋼板部３３とは、図２２のＸＸＩＩＩ-ＸＸＩＩＩ線に沿った矢視断面図を示す図２３から分かるように、周方向に隣接した第１の薄板鋼板部３２同士の間、及び周方向に隣接した第２の薄板鋼板部３３同士の間では、それぞれ隙間６１が生じている。
この隙間６１は、径外側方向に沿って漸次大きくなっている。
なお、第１の薄板鋼板部３２及び第２の薄板鋼板部３３は、それぞれ複数枚ずつ交互に積層してもよい。

この第１の薄板鋼板部３２及び第２の薄板鋼板部３３では、磁路に悪影響を与えるジョイント部２８を磁束密度が低い固定子コア１３の内径側に、つまりボルト穴３１よりも内径側に形成し、ジョイント部２８による磁路の悪影響を抑制している。
また、素材５９の歩留まりを高めるために、一列に配置されたそれぞれの第１の薄板鋼板部３２及び第２の薄板鋼板部３３は、コアバック部２４Ａで接して配置されているものの、図２３に示すように、周方向に隣接した、第１の薄板鋼板部３２及び第２の薄板鋼板部３３はそれぞれ隙間６１が生じてしまう。
しかしながら、第１の薄板鋼板部３２及び第２の薄板鋼板部３３は軸線方向に沿って相互に接触して積層しているので、隙間６１による固定子コア１３の磁気抵抗の増大は抑制される。

なお、周方向に隣接した、第１の薄板鋼板部３２及び第２の薄板鋼板部３３における隙間６１を生じさせないようにするためには、図２４に示すように、第１の薄板鋼板部３２及び第２の薄板鋼板部３３を配置すればよい。
即ち、ボルト穴３１よりも外径側にジョイント部２８を形成することで、隙間６１の無い固定子コア１３が形成される。
しかしながら、このものの場合、磁路に悪影響を与えるジョイント部２８を磁束密度が高い固定子コア１３のボルト穴３１の外径側に形成し、また第１の薄板鋼板部３２及び第２の薄板鋼板部３３のそれぞれの内径側に隙間が形成されており、図２１のものと比較して素材５９の歩留まりが悪い。

なお、ジョイント部２８がなく、同一形状の薄板鋼板であっても、隙間６１が無い分割コアバックを製造することも可能である。

図２５は、図２４に示した第１の薄板鋼板部３２、第２の薄板鋼板部３３の異なる配置図である。
この例では、隣接した第１の薄板鋼板部３２の各ティース部２５Ａ間に、反転した同じ第１の薄板鋼板部３２のティース部２５Ａが配置されている。
この例では、図２４のものと比較して薄板鋼板材料の歩留まりが向上する。

図２１、図２４及び図２５の薄板鋼板部３２，３３の場合、ロール板から引き出された帯状の素材５９において、矢印ｄの方向に対して垂直の素材５９幅Ｗ方向に沿った板厚は漸次増加または減少して変化する。
従って、第１の薄板鋼板部３２が積層された一方の分割コアブロック２７と、この分割コアブロック２７に隣接した他方の分割コアブロック２７間において、第１の薄板鋼板部３２と第２の薄板鋼板部３３とが打ち抜かれた素材５９の幅Ｗ方向において大きく異なった場合には、図２６に示すように、軸線方向において、隣接した分割コアブロック２７同士を溶接した溶接部６３に段差６２が生じてしまう。
この場合、分割コアブロック２７同士を溶接で固定した後に、ハウジング８に対してボルト４２で固定すると、溶接部６３に段差６２が生じているため、溶接部６３に過大な力が加わり溶接部６３が破壊され、ボルト４２の締結力が低下するおそれがある。

これに対しては、第１の薄板鋼板部３２と第２の薄板鋼板部３３とが打ち抜かれた素材５９の幅Ｗ方向において同じ部位のもの（素材５９の板厚が等しいもの）を用いることで、隣接した分割コアブロック２７同士を溶接した溶接部６３での段差６２は低減され、ボルト４２の締結力が低下するのを防止することができる。

なお、各実施の形態では、回転電機として、エレベータ装置の巻上機用の電動機について説明したが、他の例えば工作機械用の電動機でもこの発明は適用することができ、また回転電機として発電機についてもこの発明は適用することができる。

１ 電動機、２ エレベータ装置、３ 綱車、４ 巻上機、５ ロープ、６ かご、７ 釣合おもり、８ ハウジング、９ 外枠、１０ 固定軸、１２ 回転子、１３ 固定子コア、１４ 固定子巻線、１５ 回転子コア、１６ 永久磁石、１７ ブレーキ、１８ ブレーキパッド、１９ 軸受、２０ ボス、２１ 綱溝、２２ リム、２３ リブ、２４ コアバック、２４Ａ コアバック部、２５ ティース、２５Ａ ティース部、２６ コイル部、２７ 分割コアブロック、２８ ジョイント部、２９ コアブロック溝、３０ 中継部材、３１ ボルト穴、３２ 第１の薄板鋼板部、３３ 第２の薄板鋼板部、３４ 凹凸部、３５ スロット、３６ ノズル、３７ ボス、３８ 傾斜面、３９ ハウジング溝、４０ 先端面、４１ 垂直面、４２ ボルト（締結部材）、４３ 外周面、４４ 隙間、４６ 段差部、４７ 弾性部材、４８ 連結部、４９ 先端面、５０ 押圧部材、５１ 傾斜面、５２ 押圧部材溝、５３ ボルト穴、５４ 垂直面、５５ 周側面、５６ 先端面、５７ 突起、５８ リング、５９ 素材、６１ 隙間、６２ 段差、６３ 溶接部、６４ 基端面。

Claims (13)

1. 周方向に間隔を空けて形成された複数のティースを有するリング状の固定子コア、及び各前記ティースに導線が巻回された構成された固定子巻線を含む固定子と、
   この固定子の外径側に固定子を囲って回転可能に設けられた回転子と、
   前記固定子コアの内径側に、固定子コアの内周面に外周面が接触して設けられたハウジングと、を備え、
   前記固定子コアは、径方向に沿って複数に分割された分割コアブロックで構成された回転電機であって、
   各前記分割コアブロックには、前記ハウジングの前記外周面側に蟻溝形状のコアブロック溝が軸線方向に沿って形成され、
   前記ハウジングには、径外側方向に突出して、前記固定子コアの軸線方向の一方の端面と対向するとともに前記コアブロック溝と同軸線上にハウジング溝を有するボスが形成され、
   前記コアブロック溝には、前記ハウジング溝の傾斜面に面接触した先端面を有する中継部材が嵌入され、
   各前記分割コアブロック毎に前記軸線方向に分割コアブロックを前記ボスに締結している締結部材の締結力で生じた前記傾斜面からの径内側方向の反力が前記中継部材を通じて各前記分割コアブロックを前記ハウジングの前記外周面に押圧していることを特徴とする回転電機。
2. 前記中継部材は、前記分割コアブロックの軸線に対してその中心から垂直方向に延びた中心線を境にして前記先端面と反対側に肉薄の段差部が形成され、
   前記段差部では、前記先端面での前記反力により生じるモーメントを抑制する反力を受けるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記先端面と反対側の前記コアブロック溝の奥側には、前記中継部材を前記傾斜面側に付勢した弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
4. 複数の中継部材は、前記ハウジング溝に収まった連結部を通じて連結されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の回転電機。
5. 周方向に間隔を空けて形成された複数のティースを有するリング状の固定子コア、及び各前記ティースに導線が巻回された構成された固定子巻線を含む固定子と、
   この固定子の外径側に固定子を囲って回転可能に設けられた回転子と、
   前記固定子コアの内径側に、固定子コアの内周面に外周面が接触して設けられたハウジングと、を備え、
   前記固定子コアは、径方向に沿って複数に分割された分割コアブロックで構成された回転電機であって、
   各前記分割コアブロックには、前記ハウジングの前記外周面側に蟻溝形状のコアブロック溝が軸線方向に沿って形成され、
   前記ハウジングには、径外側方向に突出して前記固定子コアの軸線方向の一方の端面と対向したボスが形成され、
   前記固定子コアの軸線方向の他方の端面側には、前記コアブロック溝と同軸線上に押圧部材溝を有する押圧部材が設けられ、
   前記コアブロック溝には、前記押圧部材溝の傾斜面に面接触した先端面を有する中継部材が嵌入され、
   前記押圧部材及び前記分割コアブロックを前記軸線方向に前記ボスに締結している締結部材の締結力で生じた前記傾斜面からの径内側方向の反力が前記中継部材を通じて各前記分割コアブロックを前記ハウジングの前記外周面に押圧していることを特徴とする回転電機。
6. 前記ボスには、前記コアブロック溝と同軸線上であって前記中継部材の前記先端面と反対側の基端面と面接触した傾斜面を有するハウジング溝が形成され、
   前記基端面では、前記先端面での前記反力により生じるモーメントを抑制する反力を受けるようになっていることを特徴とする請求項５に記載の回転電機。
7. 前記先端面と反対側の前記コアブロック溝の奥側には、前記中継部材を前記傾斜面側に付勢した弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の回転電機。
8. 複数の中継部材は、前記押圧部材溝に収まった連結部を通じて連結されていることを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の回転電機。
9. 前記コアブロック溝は、隣接した前記分割コアブロックを跨いで形成されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の回転電機。
10. 前記ボスと前記固定子コアの軸線方向の一方の前記端面とは面接触していることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の回転電機。
11. 前記回転電機は、エレベータ装置の巻上機用の電動機であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の回転電機。
12. 請求項１〜１１の何れか１項に記載の回転電機の製造方法であって、
    素材を打ち抜き、前記分割コアブロックの構成要素である薄板鋼板部を形成する工程と、
    各前記薄板鋼板部を積層して前記分割コアブロックを形成する工程と、
    各前記分割コアブロックを前記ハウジングの周囲に配置して分割コアブロック集合体を形成した後、各分割コアブロックを外径側から内径側にハウジングに対して押圧するように、リング状の締付治具を分割コアブロック集合体に嵌入する工程と、
    隣接した各分割コアブロック同士を溶接により接続する工程と、
    各前記コアブロック溝にそれぞれ前記中継部材を嵌入する工程と、
    を備えたことを特徴とする回転電機の製造方法。
13. 各前記薄板鋼板部は、前記素材の板厚の等しい領域から打ち抜いて形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の回転電機の製造方法。

Images